Основные законы и принципы экологии
Задачей экологии является поиск законов объясняющих взаимодействие организмов и среды.
(Что такое экологический фактор? Какие группы экологических факторов вам известны?)
Живой организм в природных условиях одновременно подвергается воздействию со стороны не одного, а многих экологических факторов – как биотических, так и абиотических. Любой экологический фактор динамичен, изменчив во времени и пространстве. Однако каждому живому организму требуются строго определенные уровни, количества (дозы) экологических факторов, а также определенные пределы их колебаний. Если режимы всех экологических факторов соответствуют наследственно закрепленным требованиям организма (т. е. его генотипу), то он способен выживать и давать жизнеспособное потомство.
Так растения нуждаются в значительных количествах влаги, питательных веществ (азот, фосфор, калий), но требования к другим веществам, например бору или молибдену, определяются ничтожными количествами. Тем не менее, недостаток или отсутствие любого вещества (как макро-, так и микроэлемента) отрицательно сказывается на состоянии организма, даже если все остальные присутствуют в требуемых количествах.
-
Закон минимума
Исторически первым для экологии был закон, устанавливающий зависимость живых систем от факторов, ограничивающих их развитие (так называемых лимитирующих факторов).
Понятие
о лимитирующих факторах было введено
в 1840 г. немецким агрохимиком и физиологом
Юстусом Либихом (1803-1873). Изучая влияние
на рост растений содержания различных
химических элементов в почве, он
сформулировал правило: «Урожай
(продукция) зависит от фактора, находящегося
в минимуме».
Это правило известно под названием
закона
минимума Либиха.
В
качестве наглядной иллюстрации закона
минимума Либиха часто изображают бочку,
у которой образующие боковую поверхность
дощечки имеют разную высоту. Длина самой
короткой доски определяет уровень, до
которого можно наполнить бочку водой.
Следовательно, длина этой доски –
лимитирующий фактор для количества
воды, которую можно налить в бочку. Длина
других досок уже не имеет значения.
Разберем закон минимума на конкретных примерах. В почве содержатся все элементы минерального питания, необходимые для данного вида растений, кроме одного из них, например цинка. Рост растений на такой почве будет сильно угнетен или вообще невозможен. Если в почву добавить нужное количество цинка, это приведет к улучшению роста растений. Но если мы будем вносить любое другое химическое вещество (например, калий, азот, фосфор), а цинка по-прежнему будет не хватать, это не даст никакого эффекта.
В 1908 г. климатолог Воейков употребил закон минимума по отношению к климатическим факторам, а в 1936 г. зоогеограф Гепнер в зоогеографии. Закон минимума Либиха относится ко всем влияющим на организм абиотическим и биотическим факторам.
Т.о , закон минимума справедлив не только для растений, но и для всех живых организмов, включая человека. Известно, что в ряде случаев недостаток каких-либо элементов в организме приходится компенсировать употреблением минеральной воды или витаминов.
(Пример. Минимальная суточная потребность в йоде взрослого человека, по данным ВОЗ, – 150–200 мкг. Йод входит в состав гормонов ЩЖ и крайне необходим нашему организму для многих физиологических процессов:
• нормального формирования и функционирования мозга,
• развития высокого интеллекта,
• нормальной функции ЩЖ,
• нормального роста и развития ребенка,
• полноценной жизни взрослого человека и продолжения рода,
• нормального течения беременности и родов, нормального развития плода и новорожденного,
• замедления развития атеросклероза и старения организма, для продления молодости и предотвращения преждевременного старения, для сохранения ясного ума и хорошей памяти долгие годы.)
В современном представлении закон минимума гласит: «Приближаясь к своему минимальному значению, необходимому для поддержания жизнедеятельности организма, экологический фактор становится лимитирующим, т.е. ограничивает возможности выживания организма.
Наиболее полно и в наиболее общем виде всю сложность влияния экологических факторов на организм отражает закон толерантности В. Шелфорда.